科技日報北京1月12日電 （實(shí)習(xí)記者孫瑜）近日，記者獲悉，歷經(jīng)五年的科學(xué)技術(shù)攻關(guān)，中國電力科學(xué)研究院有限公司科研人員研制出一種新型鋁單線——梯度微結(jié)構(gòu)半硬鋁單線。在不降低半硬鋁導(dǎo)電性能的前提下，將半硬鋁單線的抗拉強(qiáng)度提高50%以上，突破了鋁線強(qiáng)度和導(dǎo)電性相互掣肘的技術(shù)“瓶頸”。相關(guān)科研成果分別發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《scripta Materialia》和《Materials Science & Engineering A》上。

導(dǎo)線強(qiáng)度的提升有助于提高輸電線路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約鐵塔鋼材用量，降低煉鋼產(chǎn)能的碳排放；導(dǎo)電性的提升有助于進(jìn)一步降低線路電能損耗，降低發(fā)電燃煤的碳排放。架空導(dǎo)線用鋁導(dǎo)體強(qiáng)度的提升通常伴隨著導(dǎo)電性的降低。

梯度微結(jié)構(gòu)金屬具有強(qiáng)度高且韌性好等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外一直是金屬材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。中國電科院依托國家自然科學(xué)基金項目“高溫和高因變率耦合條件下多級微結(jié)構(gòu)鋁導(dǎo)線的失穩(wěn)機(jī)制”，開展機(jī)理研究，首次把梯度微結(jié)構(gòu)引入至半硬鋁單線中，通過自主研發(fā)的高低溫預(yù)扭轉(zhuǎn)試驗平臺，成功研制出多級梯度微結(jié)構(gòu)半硬鋁單線。多級梯度微結(jié)構(gòu)的半硬鋁單線實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與導(dǎo)電性的協(xié)同提升，在保證半硬鋁單線導(dǎo)電率達(dá)到國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（IACS）導(dǎo)電率的62.5%的前提下，在國內(nèi)外首次突破了半硬鋁單線拉伸強(qiáng)度110兆帕大關(guān)，達(dá)到了160兆帕。

據(jù)了解，以檔距500米的500千伏角鋼直線塔為參考依據(jù)，在輸電線路其他設(shè)計參數(shù)不變的前提下，鋁線強(qiáng)度若提高10%，弧垂可減少9%，鐵塔高度可降低1.3米，每基鐵塔節(jié)約鋼材6.5噸。據(jù)推算，在電力行業(yè)，該新型鋁單線全面應(yīng)用后每年可助力鐵塔鋼材節(jié)約650萬噸、煉鋼耗能減排二氧化碳1105萬噸。